Технологии на основе СВЧ-плазменных разрядов

Осаждение пленок. Схема установки для осаждения пленок путем распыления мишени СВЧ-плазмой с электронным циклотронным резонансом в области плазменного разряда приведена на рис. 3.66.

Схема установки с СВЧ-плазмой на электронно-циклотронном резонансе И 6. С. 201 ]

Рис. 3.66. Схема установки с СВЧ-плазмой на электронно-циклотронном резонансе И 6. С. 201 ]: 1 — ввод СВЧ-излучения от магнетрона, работающего на частоте 2,45 МГц; 2—волновод прямоугольного сечения; 3—подвод охлаждающей воды; 4 — напуск аргона; 5—кварцевое окно; 6—электромагнит; 7—разрядная камера; 8—распыляемая мишень; 9—напуск кислорода; 10—подложкодержатель с пластиной; 11 — плазменный поток; 12—откачка; 13—рабочая камера; 14 — источник питания

Электромагнитную волну по волноводу подают в цилиндрический кварцевый реактор, в котором сформирована магнитная ловушка с напряженностью магнитного поля 0,05—0,2 Тл. В электромагнитной волне вектор электрического поля перпендикулярен вектору магнитного поля. Плазма, формирующаяся в реакторе, вытягивается за счет ослабления магнитного поля вдоль оси системы в сторону мишени и распыляет материал мишени. Электроны плазмы, достигая пластины, сообщают ей отрицательный потенциал, что обеспечивает ускорение ионов в сторону пластины.

При работе с заданным парциальным давлением кислорода на поверхности подложки формируется слой оксида, при работе в среде азоте — слой нитрида, а при работе на смеси ацетилена или метана с водородом на поверхности подложки формируется слой углерода с алмазоподобной структурой. Скорость и качество пленок определяются температурой подложки и подводимой СВЧ-мощ- ностью, при этом скорость роста пленок может достигать 30 нм/мин, а неравномерность толщины пленки по диаметру составляет не более 5%.

В целом осаждение пленок с использованием плазмы с электронным циклотронным резонансом, несмотря на отсутствие нагрева пластин до значительных температур, обеспечивает лучшие свойства пленок металлов и их оксидов по сравнению с технологиями термического испарения в вакууме и ионного распыления.

Окисление кремниевых пластин. Помимо осаждения пленок плазма на основе СВЧ-разряда может быть использована для окисления монокристаллических пластин кремния.

На рис. 3.67 приведены два варианта технологических процессов окисления кремниевых пластин с использованием СВЧ-плазмы.

Устройства для окисления кремниевых пластин с использованиием СВЧ-плаз-

Рис. 3.67. Устройства для окисления кремниевых пластин с использованиием СВЧ-плаз-

менного разряда [16. С. 203]:

  • 7 — одномодовый подстраиваемый резонатор; 2 — канал ввода СВЧ-излучения; 3 — съемный кварцевый контейнер; 4 — СВЧ-плазма; 5 — держатель с окисляемой кремниевой пластиной; 6 — регулируемый источник для подачи постоянного смещения;
  • 7 — сетка

В варианте технологии, показанной на рис. 3.67я, пластина размещается непосредственно в плазме, в варианте, показанном на рис. 3.676, — с удалением пластины от источника СВЧ-плазмы. Рабочая частота установки составляет 2,45 МГц при мощности до 10 Вт. Скорость окисления кремниевой пластины зависит от напряжения смещения и при напряжении 18 В составляет 50 нм/мин, а при напряжении 50 В — 130 нм/мин.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >